EP0619242A1 - Verschlusskappe mit Druckentlüftung - Google Patents

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EP0619242A1
EP0619242A1 EP94104124A EP94104124A EP0619242A1 EP 0619242 A1 EP0619242 A1 EP 0619242A1 EP 94104124 A EP94104124 A EP 94104124A EP 94104124 A EP94104124 A EP 94104124A EP 0619242 A1 EP0619242 A1 EP 0619242A1
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EP
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end wall
weakening groove
bottle
closure cap
cap
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Kurt Fernholz
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METALLWARENFABRIK GmbH
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METALLWARENFABRIK GmbH
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D51/00—Closures not otherwise provided for
    • B65D51/16—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas
    • B65D51/1633—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element
    • B65D51/1661—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element by means of a passage for the escape of gas between the closure and the lip of the container mouth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
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    • B65D51/16—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas
    • B65D51/1633—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element
    • B65D51/1638—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element by means of an element bursting upon a predetermined pressure in the container being exceeded

Definitions

  • the invention relates to a safety closure for containers, in particular for bottles containing fruit juices, for releasing excess pressure, e.g. arises from a fermentation process in the bottle.
  • a safety closure in which a weakening groove is provided in the end wall of the closure cap, on which the end wall tears when the bottle is overpressured, so that an explosive cracking of the bottle is avoided.
  • the weakening groove is located on the outside of the front wall. This has the consequence that it is visible from the outside and interrupts or disturbs a print that is contained on the closure cap. It should be taken into account that when the closure cap is manufactured, the printing is carried out first and that the weakening groove is normally produced subsequently and the printing is partially destroyed.
  • a visible sign of the beginning fermentation process is that the end wall of the closure cap bulges outwards at a pressure which is below the trigger pressure.
  • the seal stands out from the container wall and allows excess pressure to escape between the seal and the container wall / bottle thread, unless this path is blocked, for example, by pulp.
  • the invention is based on the object of specifying an improved security lock which enables an additional triggering in order to further reduce the remaining risks.
  • the weakening groove is attached to the inside of the end wall.
  • the safety closure according to the invention is particularly suitable for bottles containing fruit juice beverages.
  • Fruit drinks are usually bottled at an elevated temperature of around 80-90 ° C.
  • the caps made of aluminum are applied, the jacket of which is rolled into the container thread, which causes the cap thread arises.
  • the volume of the liquid decreases and a free space and a vacuum are created in the bottle.
  • the end wall of the cap is drawn into the inside of the bottle, causing the end wall to deform slightly.
  • a fermentation process caused by the action of bacteria can take place.
  • an overpressure can build up in the bottle, which may cause the bottle material to burst.
  • the end wall of the cap bulges outwards.
  • the release pressure at which the cap material tears at the weakening groove is around 3-4 bar. If the end wall is torn along the weakening groove, the sealing material is no longer able to withstand the pressure. It tears in some places and allows pressure relief to the outside.
  • the weakening groove is provided on the inside, it is covered by the sealing material.
  • the open unpainted weakening groove is thus protected from corrosion by the sealing material, in particular against attacks by the liquid contained in the bottle (fruit acid).
  • the line of weakness provided on the inside of the cap inevitably forms a convex deformation of the round plate delimited by the line of weakness toward the interior of the container.
  • the security closure according to the invention no bulge caused by the weakening groove, but a bulging inwards.
  • the inward indentation changes into an outward bulge, as a result of which the fermentation process is visibly displayed to the outside. If the pressure is increased further, the cap breaks along the weakening groove.
  • the change from an inwardly curved cap surface to an outwardly bulged cap surface can basically be observed in all bottles whose contents have passed into fermentation.
  • the weakening groove can completely enclose the central region of the end wall of the closure cap.
  • a weakening groove that does not form a closed circle and leaves a bridge that connects the round blank to the edge region of the cap.
  • Such a bridge can act as a hinge in order to hold the circular blank on the cap when triggered.
  • Two such bridges can be provided, offset by 180 ° to one another and opposite one another. In this case, the round plate between the bridges forms two wings that fold up when triggered.
  • FIG. 1 shows a container in the form of a bottle 10, the bottle neck having a container thread 11.
  • the cap thread 15 is rolled, which nestles against the container thread 11.
  • the peripheral jacket 13 tears along the weakening line 18, so that the securing ring 16 remains on the bottle neck or, depending on the embodiment, tears open with notches and remains on the upper peripheral jacket 13.
  • a sealing material 20 is applied to the end wall 14 inside the closure cap 12.
  • This sealing material 20 made of elastic plastic presses against the upper end 21 of the bottle neck and causes a seal here.
  • a V-shaped weakening groove 22 (FIG. 2) is provided, which forms a closed circle and encloses a round blank.
  • the weakening groove 22 is created before the sealing material 20 is introduced into the closure cap.
  • the originally flat or slightly convex end wall 14 deforms in the manner shown in FIG. 1. Since the weakening groove 22 is provided on the inside of the end wall 14, it is not loaded in the tear direction by the negative pressure. The weakening groove 22 is located approximately above the inner edge of the bottle opening. The curvature of the end wall 14 acts in the direction that the weakening groove 22 closes a little. The weakening groove therefore favors the arching of the end wall 14, as a result of which the sealing material 20 comes even closer to the upper end 21 of the bottle neck and clings tightly to the bottle opening.
  • the overpressure escapes along the arrows drawn between the upper end 21 of the bottle neck and the sealing material 20 lifting off from it.
  • the excess pressure is then discharged through the sealing material 20, which is also torn open.
  • the safety closure of the first embodiment serves to close bottles which contain fruit drinks or must and which are normally under no or only a slight internal pressure.
  • a vacuum is created in the headspace of the bottle by heating in order to make the contents of the bottle durable.
  • the upper shoulder 23 of the closure cap 12 is not pressed against the outside of the upper end of the bottle neck, so that there is a cavity 24 under this shoulder 23 is not filled with the sealing material 20.
  • the closure cap 12a of the second exemplary embodiment serves to close a bottle which contains carbonated drinks, for example lemonade or water.
  • carbonated drinks for example lemonade or water.
  • the internal pressure can be up to rise to about 6 bar.
  • the closure must seal securely in order to avoid a taste impairment due to CO2 losses.
  • the higher seal is achieved by two measures, one in that the weakening groove 22 is offset inwards so that the blank enclosed by the line of weakness has a smaller diameter, and the other in that the shoulder 23 on which the side wall in the end wall merges, is pressed in laterally, the sealing material 20 being pressed under the shoulder 23 tightly against the side wall of the bottle neck.
  • the constriction in the area of the shoulder 23 is also referred to as the "depth of draw”. This drawing depth is up to a maximum of 2.6 mm.
  • the sealing material also seals on the outside of the bottle neck.
  • a corrugated bead 25 is provided underneath the annular shoulder 23, which facilitates gripping by hand.
  • the round blank enclosed by the weakening groove 22 has a diameter of 20 mm in the first embodiment, but only 15 mm in the second embodiment.

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Abstract

Der Sicherheitsverschluß weist eine Verschlußkappe (12) auf, in deren Stirnwand (14) eine Schwächungsrille (22) angeordnet ist, damit die Stirnwand bei einem Überdruck aufreißen kann, um ein Bersten der Flasche zu verhindern. Die Schwächungsrille (22) ist auf der Innenseite der Stirnwand (14) angeordnet. Dies hat zur Folge, daß die Auswirkung der Schwächungsrille auf das Aufwölben der Stirnwand (14) keinen Einfluß hat und daß der Auslösedruck reproduzierbar eingehalten werden kann. Ferner ist die Außenseite der Stirnwand unversehrt, so daß eine Bedruckung der Stirnwand durch die Schwächungsrille nicht zerstört oder beschädigt wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsverschluß für Behälter, insbesondere für Flaschen, die Fruchtsäfte enthalten, zum Ablassen eines Überdrucks, der z.B. durch einen Gärungsprozeß in der Flasche entsteht.
  • Aus DE 84 21 870 U1 ist ein Sicherheitsverschluß bekannt, bei dem in der Stirnwand der Verchlußkappe eine Schwächungsrille vorgesehen ist, an der die Stirnwand bei einem Überdruck in der Flasche reißt, so daß ein explosionsartiges Zerspringen der Flasche vermieden wird. Die Schwächungsrille ist an der Außenseite der Stirnwand angebracht. Dies hat zur Folge, daß sie von außen sichtbar ist und einen Aufdruck, der auf der Verschlußkappe enthalten ist, unterbricht oder stört. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei der Herstellung der Verschlußkappe zunächst die Bedruckung erfolgt und daß die Schwächungsrille normalerweise nachträglich erzeugt wird und die Bedruckung teilweise zerstört wird. Ein sichtbares Zeichen für den beginnenden Gärprozeß ist, daß die Stirnwand der verschlußkappe sich bei einem Druck, der unterhalb des Auslösedrucks liegt, nach außen ausbeult. Die Dichtung hebt sich von der Behälterwand ab und läßt einen Überdruck zwischen Dichtung und Behälterwand/Flaschengewinde entweichen, sofern dieser Weg nicht z.B. durch Fruchtfleisch versperrt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Sicherheitsverschluß anzugeben, der eine zusätzliche Auslösung ermöglicht, um die noch vorhandenen Restrisiken weiter zu vermindern.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsverschluß ist die Schwächungsrille auf der Innenseite der Stirnwand angebracht. Dies hat zur Folge, daß die Außenseite der Stirnwand der Verschlußkappe nicht unterbrochen ist und insbesondere nach einer etwaigen Bedruckung keine Veränderung erfährt. Daher wird das Druckbild der Stirnwand, das beispielsweise die Marke des Getränkeabfüllers angibt, nicht beeinträchtigt. Es platzt keine Farbe ab und es entstehen auch keine Grate und Kanten an der Außenseite der Stirnwand.
  • Der erfindungsgemäße Sicherheitsverschluß eignet sich insbesondere für Flaschen, die Fruchtsaftgetränke enthalten. Fruchtsaftgetränke werden normalerweise bei einer erhöhten Temperatur von etwa 80-90 °C in Flaschen abgefüllt. Anschließend werden die aus Aluminium bestehenden Verschlußkappen aufgebracht, deren Mantel in das Behältergewinde eingerollt wird, wodurch das Kappengewinde entsteht. Bei der anschließenden Abkühlung verringert sich das Volumen der Flüssigkeit und in der Flasche entsteht ein freier Raum und gleichzeitig ein Vakuum. Dadurch wird die Stirnwand der Kappe in das Flascheninnere hineingezogen, wodurch sich die Stirnwand geringfügig verformt. Ist die Flasche beim Verbraucher geöffnet worden, so kann ein durch Bakterieneinwirkung hervorgerufener Gärprozeß stattfinden. Wird der Verschluß wieder auf die Flasche aufgeschraubt, kann sich in der Flasche ein Überdruck aufbauen, der eventuell zum Bersten des Flaschenmaterials führt. Bei dem Überdruck beult sich die Stirnwand der Verschlußkappe nach außen auf. Der Auslösedruck, bei dem das Kappenmaterial an der Schwächungsrille reißt, liegt bei etwa 3 - 4 bar. Wenn die Stirnwand entlang der Schwächungsrille gerissen ist, ist das Dichtungsmaterial nicht mehr in der Lage, dem Druck standzuhalten. Es reißt an einigen Stellen und ermöglicht eine Druckentlastung nach außen.
  • Dadurch, daß die Schwächungsrille an der Innenseite vorgesehen ist, wird sie von dem Dichtungsmaterial abgedeckt. Die offene unlackierte Schwächungsrille ist somit durch das Dichtungsmaterial vor Korrosion geschützt, insbesondere gegen Angriffe der in der Flasche enthaltenen Flüssigkeit (Fruchtsäure).
  • Durch die an der Innenseite der Kappe vorgesehene Schwächungslinie bildet sich zwangsläufig eine konvexe Verformung der von der Schwächungslinie begrenzten Ronde zum Behälterinneren hin. Im Gegensatz zu einer Kappe, bei der die Schwächungsrille an der Außenseite vorgesehen ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsverschluß durch die Schwächungsrille keine Ausbauchung hervorgerufen, sondern eine Einwölbung nach innen. Beim Einsetzen des Gärprozesses ändert sich die nach innen gerichtete Einbuchtung in eine nach außen gerichtete Ausbauchung, wodurch der Gärprozeß nach außen sichtbar angezeigt wird. Bei einer weiteren Druckerhöhung bricht die Kappe entlang der Schwächungsrille auf. Die Veränderung von einer nach innen gewölbten Kappenfläche zu einer nach außen ausgebauchten Kappenfläche ist grundsätzlich bei allen Flaschen zu beobachten, deren Inhalt in Gärung übergegangen ist.
  • Die Schwächungsrille kann den Mittelbereich der Stirnwand der Verschlußkappe vollständig umschließen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, eine Schwächungsrille vorzusehen, die keinen geschlossenen Kreis bildet und eine Brücke freiläßt, die die Ronde mit dem Randbereich der Kappe verbindet. Eine derartige Brücke kann als Scharnier wirken, um die Ronde im Auslösefall an der Kappe festzuhalten. Es können zwei derartiger Brücken, um 180° versetzt zueinander angeordnet und einander gegenüberliegend, vorgesehen sein. In diesem Fall bildet die Ronde zwischen den Brücken zwei Flügel, die im Auslösefall hochklappen.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines für Fruchtsäfte bestimmten Sicherheitsverschlusses nach dem Abfüllen, Verschließen und Abkühlen der Flasche,
    Fig. 2
    in vergrößertem Maßstab die Einzelheit II aus Fig. 1,
    Fig. 3
    das Abblasen des Überdrucks bei Überschreiten des Auslösedrucks, und
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Sicherheitsverschlusses, der für kohlensäurehaltige Getränke bestimmt ist.
  • In Fig. 1 ist ein Behälter in Form einer Flasche 10 dargestellt, wobei der Flaschenhals ein Behältergewinde 11 aufweist. Auf dem Flaschenhals sitzt die aus Metallblech bestehende Verschlußkappe 12, die einen Umfangsmantel 13 und eine Stirnwand 14 aufweist. In den Umfangsmantel 13 ist das Kappengewinde 15 eingerollt, das sich an das Behältergewinde 11 anschmiegt. Am unteren Ende des Umfangsmantels 13 befindet sich ein Sicherungsring 16, der einen Wulst 17 am Flaschenhals untergreift und durch eine Schwächungslinie 18 mit dem übrigen Bereich des Umfangsmantels verbunden ist. Beim Aufschrauben der Verschlußkappe reißt der Umfangsmantel 13 entlang der Schwächungslinie 18, so daß der Sicherungsring 16 am Flaschenhals verbleibt oder, je nach Ausführung, mit Einkerbungen aufreißt und am oberen Umfangsmantel 13 verbleibt.
  • Im Innern der Verschlußkappe 12 ist ein Dichtungsmaterial 20 auf die Stirnwand 14 aufgebracht. Dieses aus elastischem Kunststoff bestehende Dichtungsmaterial 20 drückt gegen das obere Ende 21 des Flaschenhalses und bewirkt hier eine Abdichtung.
  • In der Innenseite der Stirnwand 14 ist eine V-förmige Schwächungsrille 22 (Fig. 2) vorgesehen, die einen geschlossenen Kreis bildet und eine Ronde umschließt. Die Schwächungsrille 22 wird vor dem Einbringen des Dichtungsmaterials 20 in die Verschlußkappe erzeugt.
  • Nachdem die Flasche mit Flüssigkeit gefüllt ist, erfolgt das Abkühlen der Flüssigkeit, wodurch in der Flasche ein Unterdruck entsteht. Dabei verformt sich die ursprünglich ebene oder leicht konvexe Stirnwand 14 in der in Fig. 1 dargestellten Weise. Da die Schwächungsrille 22 auf der Innenseite der Stirnwand 14 vorgesehen ist, wird sie durch den Unterdruck nicht in Aufreißrichtung belastet. Die Schwächungsrille 22 befindet sich etwa über dem inneren Rand der Flaschenöffnung. Die Einwölbung der Stirnwand 14 wirkt in der Richtung, daß die Schwächungsrille 22 sich ein wenig schließt. Die Schwächungsrille begünstigt daher die Einwölbung der Stirnwand 14, wodurch das Dichtungsmaterial 20 noch enger zur Anlage an dem oberen Ende 21 des Flaschenhalses kommt und sich dicht an die Flaschenöffnung anschmiegt.
  • Wenn z.B. nach dem erstmaligen Öffnen und Wiederverschließen der Flasche ein Überdruck infolge von Gärung auftritt, ergibt sich der in Fig. 3 dargestellte Zustand. Hierbei wölbt sich die Stirnwand 14 nach außen. Diese Aufwölbung wird durch die innen vorgesehene Schwächungsrille 22 nicht wesentlich beeinträchtigt, da die Außenseite der Stirnwand 14, die der Aufwölbung einen Widerstand entgegensetzt, unversehrt ist.
  • Wenn die Auswölbung 14 ein bestimmtes Maß überschritten hat, entweicht der Überdruck entlang der eingezeichneten Pfeile zwischen dem oberen Ende 21 des Flaschenhalses und dem davon abhebenden Dichtungsmaterial 20. Bei noch größerem Überdruck oder bei plötzlich auftretendem Überdruck reißt die Stirnwand entlang der Schwächungsrille 22 auf. Der Überdruck entlädt sich dann durch das ebenfalls aufreißende Dichtungsmaterial 20.
  • Der Sicherheitsverschluß des ersten Ausführungsbeispiels dient zum Verschließen von Flaschen, die Fruchtsaftgetränke oder Most enthalten und die normalerweise unter keinem oder nur einem geringen Innendruck stehen. Im Kopfraum der Flasche wird durch Erhitzen ein Vakuum erzeugt, um den Flascheninhalt haltbar zu machen. Um die Schwächungsrille 22 nicht zu beschädigen und den Auslösedruck unter 4,5 bar zu halten, ist die obere Schulter 23 der Verschlußkappe 12 nicht bis an die Außenseite des oberen Endes des Flaschenhalses angedrückt, so daß unter dieser Schulter 23 ein Hohlraum 24 besteht, der nicht mit dem Dichtungsmaterial 20 ausgefüllt ist.
  • Die Verschlußkappe 12a des zweiten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 4 dargestellt ist, dient zum Verschließen einer Flasche, die kohlensäurehaltige Getränke enthält, also z.B. Limonade oder Wasser. Bei solchen Getränken tritt innerhalb der Flasche normalerweise kein Unterdruck auf, weil nach dem Abfüllen keine Sterilisierung erfolgt. Dagegen kann der Innendruck bis zu etwa 6 bar ansteigen. Bis zu diesem Druck muß der Verschluß sicher abdichten, um eine Geschmacksbeeinträchtigung durch CO₂-Verluste zu vermeiden. Die höhere Abdichtung wird durch zwei Maßnahmen erreicht, nämlich einmal dadurch, daß die Schwächungsrille 22 nach innen versetzt ist, so daß die von der Schwächungslinie umschlossene Ronde einen kleineren Durchmesser hat, und zum anderen dadurch, daß die Schulter 23, an der die Seitenwand in die Stirnwand übergeht, seitlich eingedrückt ist, wobei das Dichtungsmaterial 20 unter der Schulter 23 dicht an die Seitenwand des Flaschenhalses angedrückt ist. Die Einschnürung im Bereich der Schulter 23 wird auch als "Ziehtiefe" bezeichnet. Diese Ziehtiefe beträgt bis maximal 2,6 mm. Das Dichtungsmaterial dichtet also auch an der Außenseite des Flaschenhalses ab. Unterhalb der Ringschulter 23 ist ein geriffelter Wulst 25 vorgesehen, der das Angreifen mit der Hand erleichtert. Die von der Schwächungsrille 22 umschlossene Ronde hat bei dem ersten Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 20 mm, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch nur von 15 mm.

Claims (5)

  1. Sicherheitsverschluß für Behälter, mit einer Verschlußkappe (12), die mit einem Gewinde (15) in ein Behältergewinde (11) eingreift und an ihrer Stirnwand (14) mit einer im wesentlichen umlaufenden Schwächungsrille (22) versehen ist, und mit einem in der Verschlußkappe (12) vorgesehenen Dichtungsmaterial (20),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schwächungsrille (22) an der Innenseite der Stirnwand (14) angebracht ist.
  2. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungsrille (22) in dem über dem oberen Ende (21) der Behälterwand liegenden Bereich der Stirnwand (14) angeordnet ist.
  3. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungsrille (22) einen geschlossenen Kreis bildet.
  4. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungsrille (22) unterbrochen ist und mindestens eine Brücke freiläßt, die den Mittelteil der Stirnwand (14) mit dem Rand verbindet.
  5. Sicherheitsverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (12) an ihrem oberen Ende eine seitlich eingezogene Schulter (23) aufweist, die den Randbereich des Dichtungsmaterials (20) von außen gegen die Seitenwand des Behälters drückt, und daß die Schwächungslinie (22) gegenüber der Innenseite der Behälterwand (10) nach innen versetzt ist.
EP94104124A 1993-04-09 1994-03-16 Verschlusskappe mit Druckentlüftung Expired - Lifetime EP0619242B1 (de)

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DE9305416U DE9305416U1 (de) 1993-04-09 1993-04-09 Sicherheitsverschluß für Behälter
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EP94104124A Expired - Lifetime EP0619242B1 (de) 1993-04-09 1994-03-16 Verschlusskappe mit Druckentlüftung

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